ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ Советский патент 1972 года по МПК G01K7/16 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для дистанционного контроля теплового состояния объектов управления.

Известны термочастотные датчики температуры, выполненные на основе реостатно-емкостного генератора квазигармонических колебаний. К недостаткам таких устройств следует отнести необходимость использования сравнительно большого числа усилительных -каскадов, что снижает надежность схемы, и недостаточно высокую точность измерений изза нестабильности фазы напряжения в цепи обратной связи.

Целью изобретения является создание надежного, компактного и экономического датчика температуры с высокой чувствительностью, что достигается включением терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом в емкостную цепь генератора гармонических колебаний на туннельном диоде

(тд).

На чертеже показана принципиальная схема предложенного датчика.

Датчик содержит генератор гармонических колебаний на ТД 1, в контур которого включены последовательные цепочки из емкости 2 с терморезистором 3 и индуктивности 4 с терморезистором 5. Последний по . постоянному току шунтируется дросселем 6. Напряжение

смеш.ения на ТД подается от источника 7, а сигнал генератора через разделительный конденсатор 8 поступает на вход широкополосного усилителя 9.

Принцип действия устройства состоит в следу юш.ем.

От источника 7 на ТД / подается напряжение смешения, достаточное для установки рабочей точки на линейном участке вольтамиерной характеристики с отрицательной крутизной и минимальным сопротивлением. При этом в схеме возникают колебания, частота которых определяется величинами индуктивности 4 и емкости 2, отрицательного сопротивления ТД и терморезисторов 5 и 3, причем изменение последних в противоположных направлениях значительно влияет на частоту. Включение дросселя 6 с достаточно большой индуктивностью позволяет устранить влияние изменения сопротивления терморезистора 5 на режим генератора по постоянному току.

Для работы генератора вблизи границы указанной области необходимо, чтобы сопротивление в индуктивной ветви уменьшилось, а в емкостной - увеличилось, что соответствует увеличению частоты генерируемых колебаний. Поэтому температурный коэффициент терморезистора 5 должен быть отрицательным (термистор), а терморезистора 3 - положительным (позистор).

Экспериментальный макет датчика был выполнен на ТД типа АИ 101 А, талебательный контур генератора настроен на частоту порядка 1,65 мгц, использовались термистор типа ММТ-12 и позистор типа СТ61-А, сопротивления которых при температуре 21°С составляли 175 ом и 32 ома соответственно. Подключение цепочки из конденсатора и познстора к ТД выполнялось с минимальной индуктивностью вводов для предотвращения СВЧ-генерации ТД. При испытаниях датчик помещался в термокамеру. Сигнал генератора подавался на вход однокаскадного широкополосного усилителя, собранного на транзисторе типа ГТЗП, к выходу которого подключались приборы, позволяющие осуществлять контроль за частотой, уровнем и формой генерируемых колебаний.

По результатам измерения можно сделать вывод о том, что средняя крутизна температурно-частотной характеристики датчика составляет примерно 5-10 гц/°С, что свидетельствует о возможности фиксирования изменений температуры с достаточно высокой точностью.

Предмет изобретения

Датчик температуры, содержащий генератор гармонических колебаний на туннельном диоде с параллельным индуктивно-емкостным

колебательным контуром, в емкостную ветвь которого включен терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления, источник питания, дроссель цепи питания и широкополосный усилитель, отличающийся тем, что, с целью повышения крутизны и линейности температурно-частотной характеристики, последовательно с катушкой индуктивности включен терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, соединенный с потенциальной клеммой источника питания.